高速互連技術(shù)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
高速互連技術(shù)的實例教程
</p><p><br></p><p><strong>14:50-15:30 電磁仿真：驅(qū)動光模塊與CPO創(chuàng)新</strong></p><p><strong>演講嘉賓：</strong>何里 | Ansys高級應(yīng)用工程師</p><p><strong>內(nèi)容簡介：</strong>隨著AI、5G、云計算等數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的爆發(fā)，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)面臨前所未有的帶寬壓力和能耗挑戰(zhàn)，本主題將首先回顧交換機的發(fā)展背景與傳統(tǒng)架構(gòu)中電光互連的瓶頸，進(jìn)一步介紹光模塊技術(shù)演進(jìn)路徑及CPO架構(gòu)的關(guān)鍵優(yōu)勢；隨后，重點介紹 Ansys 在光模塊與CPO設(shè)計中的電磁仿真能力，涵蓋高速信號鏈中的 SI（信號完整性）分析、熱管理 解決方案，助力客戶在復(fù)雜多物理環(huán)境中優(yōu)化性能、提升可靠性，加速下一代高速光互連系統(tǒng)的創(chuàng)新與落地。</p><p><br></p><p><strong>15:50-16:30 光電收發(fā)一體模塊封裝的設(shè)計和實現(xiàn)</strong></p><p><strong>演講嘉賓：</strong>汪云亮 | 華工中央研究院高級工程師</p><p><strong>內(nèi)容簡介：</strong>在400G/800G高速光模塊需求激增與CPO（共封裝光學(xué)）技術(shù)變革的雙重驅(qū)動下，光電收發(fā)模塊的封裝設(shè)計正成為影響系統(tǒng)性能、成本及可靠性的核心戰(zhàn)場。將分享通過優(yōu)化封裝設(shè)計，并通過光電鏈路系統(tǒng)仿真，優(yōu)化光電系統(tǒng)以滿足系統(tǒng)指標(biāo)。
展開 ——Matthew Burns，Samtec公司技術(shù)營銷總監(jiān)
數(shù)據(jù)連接已經(jīng)成為了我們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡牟糠郑热纾?em>高速互連解決方案對于全球汽車行業(yè)、消費類電子產(chǎn)品、電信和數(shù)據(jù)中心而言至關(guān)重要，以用于傳輸最先進(jìn)技術(shù)所需的高速、低延遲信號。該行業(yè)的市場規(guī)模高達(dá)717億美元，為了支持其增長態(tài)勢，工程師一直在尋找能夠推動數(shù)字設(shè)計、性能和速度提升的新技術(shù)或新能力。
集成電路（IC）（即芯片），是由常見的半導(dǎo)體材料（即硅）制成的電子組件和電路。這些組件和電路通過稱為“互連（interconnect）”的元件實現(xiàn)相互連接。“互連”構(gòu)成了芯片上的器件之間以及印刷電路板（PCB）上的芯片之間信號通信的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。幾乎所有帶有開關(guān)的設(shè)備中都包含這些集成電路和PCB。
大多數(shù)人或許并未留意到，我們的設(shè)備是依靠PCB來正常工作的。事實上，PCB幾乎存在于我們使用和賴以生活的所有電子設(shè)備中，如智能手表、手機、智能電視和計算機。只要看看PCB上復(fù)雜的結(jié)構(gòu)——走線、焊盤、過孔和連接器等，就不難理解其設(shè)計需要大量工程工作支持。
近50年來，電子互連行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)Samtec Inc.致力于為客戶提供可靠而先進(jìn)的板對板、線纜、光學(xué)和射頻產(chǎn)品。Samtec是一家私營的高性能互連解決方案提供商，為數(shù)據(jù)通信、工業(yè)、國防和航空航天、醫(yī)療、計算機和半導(dǎo)體、儀器儀表和汽車等行業(yè)提供大力支持。
Samtec擅長為客戶提供涵蓋PCB與電纜各個方面的設(shè)計方案，并提供卓越的“Sudden Service”快速響應(yīng)服務(wù)。在過去的十年里，Ansys仿真工具是該公司實現(xiàn)快速周轉(zhuǎn)時間的關(guān)鍵因素。我們與Samtec的兩位專家一同進(jìn)行了討論，以了解Ansys仿真工具如何通過提高設(shè)計功能、可靠性和速度，幫助該公司在互連行業(yè)中脫穎而出。
展開 由于圖案微型化技術(shù)的發(fā)展，這一預(yù)測被稱為摩爾定律，直到最近才得以實現(xiàn)。然而，摩爾定律可能不再有效，因為技術(shù)進(jìn)步已達(dá)到極限，并且由于使用極紫外 (EUV) 光刻系統(tǒng)等昂貴設(shè)備而導(dǎo)致成本上升。與此同時，市場對不斷完善的半導(dǎo)體技術(shù)的需求仍然很大。為了彌補技術(shù)進(jìn)步方面的差距并滿足半導(dǎo)體市場的需求，出現(xiàn)了一種解決方案： 先進(jìn)的半導(dǎo)體封裝技術(shù)。
盡管先進(jìn)封裝非常復(fù)雜并且涉及多種技術(shù)，但互連技術(shù)仍然是其核心。本文將介紹封裝技術(shù)的發(fā)展歷程以及 SK 海力士最近在幫助推動該領(lǐng)域發(fā)展方面所做的努力和取得的成就。
互連在先進(jìn)封裝中的重要性
首先，需要注意的是，互連技術(shù)是封裝中關(guān)鍵且必要的部分。芯片通過封裝互連以接收電力、交換信號并最終進(jìn)行操作。由于半導(dǎo)體產(chǎn)品的速度、密度和功能根據(jù)互連方式而變化，因此互連方法也在不斷變化和發(fā)展。
除了開發(fā)各種工藝以在晶圓廠實現(xiàn)精細(xì)圖案外，還全面努力推進(jìn)封裝工藝中的互連技術(shù)。因此，開發(fā)了以下四種類型的互連技術(shù)：引線鍵合、倒裝芯片鍵合、硅通孔 (TSV) 鍵合以及小芯片混合鍵合。
1、硅通孔 (TSV)：一種垂直互連通路（通孔），完全穿過硅芯片或晶圓，以實現(xiàn)硅芯片的堆疊。
2、Chiplet：按用途（例如控制器或高速存儲器）劃分芯片并將其制造為單獨的晶圓，然后在封裝過程中重新連接的技術(shù)。
展開 銅互連技術(shù)已經(jīng)20歲啦！然而，即使芯片制造技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了20年的發(fā)展，銅的革命仍然被認(rèn)為是該行業(yè)有史以來最為重大的變化之一。歸功于銅的集成，電子產(chǎn)品從此變得速度更快，性能更強大，性價比更高。為了紀(jì)念這個重要的里程碑，讓我們一起來回顧該行業(yè)正在經(jīng)歷的變革以及成功集成銅的過程。
芯片微縮導(dǎo)致鋁互連技術(shù)不再適用
集成電路最初用鋁作為導(dǎo)體，二氧化硅作為絕緣體（電介質(zhì)），構(gòu)建一個互連層，來將多個器件連接在一起。整個互連的過程由鋁沉積在晶圓表面開始，隨后通過選擇性刻蝕形成布線圖案，沉積氧化物絕緣體，并利用化學(xué)機械平坦化 (CMP) 工藝將粗糙的表面變得平坦。
20 世紀(jì) 80 年代后期，隨著器件特征尺寸繼續(xù)縮小，越來越薄的鋁線無法實現(xiàn)所需的速度和電性能，因此需要一種性能更優(yōu)的導(dǎo)電材料，以適應(yīng)繼續(xù)縮小的器件尺寸，同時保持芯片制造商預(yù)期的成本效益。多年來，該行業(yè)的發(fā)展大致遵循摩爾定律，即晶體管密度每 18 個月翻一倍。然而，由于鋁互連的電性能局限性，芯片的微縮將無法繼續(xù)進(jìn)行，業(yè)內(nèi)人士便開始尋找可替代材料。
銅帶來的挑戰(zhàn)
人們首先想到的是銅，它具有更低的電阻率，且可實現(xiàn)更快的器件速度。
展開 圖7：來自CTMd FEOL設(shè)備功率（右）和作為導(dǎo)線基礎(chǔ)溫度的芯片層上的熱分布
總之，隨著包括FinFET在內(nèi)的先進(jìn)工藝技術(shù)，隨著SOC密度的增加，芯片內(nèi)部的由熱引起的電遷移也隨之增加，這是一個主要的可靠性問題。
Ansys開發(fā)了一種創(chuàng)新技術(shù)，該技術(shù)利用導(dǎo)線的自加熱引起的T和熱耦合來精確、有效地計算當(dāng)今SoC中數(shù)以億計的納米導(dǎo)線的溫度，而不是采用傳統(tǒng)的基于最壞情況下的平均溫度的方法。Ansys提供一種溫度感知EM方法，利用自加熱和芯片封裝系統(tǒng)熱環(huán)境，使設(shè)計人員能夠為移動、通信和汽車等市場制造最可靠的IC。
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高速互連技術(shù)的最新內(nèi)容
本文原刊登于Ansys.com：《Samtec and Ansys: Simulating for a Smaller, Faster, Denser World》
作者：Emily Gerken | Ansys市場傳播專員
編輯整理：王鑫 | Ansys應(yīng)用工程師
“由Ansys提供支持的仿真環(huán)境對Samtec的研發(fā)至關(guān)重要。”
——Matthew
wx_fmt=jpeg&from=appmsg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1" alt="圖片" width="230" style="cursor: nesw-resize;"></p><p>Ansys 作為全球仿真領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，依托強大的多物理場仿真技術(shù)，為高速光電互連創(chuàng)新構(gòu)建起全方位、多層次的解決方案。
英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登摩爾曾預(yù)言，芯片上的晶體管數(shù)量每隔一到兩年就會增加一倍。由于圖案微型化技術(shù)的發(fā)展，這一預(yù)測被稱為摩爾定律，直到最近才得以實現(xiàn)。然而，摩爾定律可能不再有效，因為技術(shù)進(jìn)步已達(dá)到極限，并且由于使用極紫外 (EUV) 光刻系統(tǒng)等昂貴設(shè)備而導(dǎo)致成本上升。與此同時，市場對不斷完善的半導(dǎo)體技術(shù)的需求仍然很大。為了彌補技術(shù)進(jìn)步方面的差距并滿足半導(dǎo)體市場的需求，出現(xiàn)了一種解決方案
翻譯：上海安世亞太
在移動計算和通信技術(shù)的推動下，SoC在硅集成技術(shù)、先進(jìn)的低功耗技術(shù)以及采用多種封裝技術(shù)來滿足更高的性能要求等方面迅速發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）正在為聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域，其中低功耗、高性能和可靠性成為首要的關(guān)注點。由于溫度對功率、性能和可靠性會產(chǎn)生巨大影響，因此要求設(shè)計師在設(shè)計流程中必須要進(jìn)行精確的熱分析。
在FinFET或FDSOI等先進(jìn)的工藝技術(shù)中
3D-IC的關(guān)鍵技術(shù)突破在于，它可以利用高速、低功耗互連技術(shù)將系統(tǒng)擴展到多個緊密組裝在一起且互連的較小型芯片上。3D-IC無需在單個SoC上集成整個系統(tǒng)，而是將其分布到多個芯片上。它不僅能夠使摩爾定律突破光掩模尺寸的障礙，而且通過縮小單個芯片的尺寸來提高產(chǎn)量，同時還能加入針對各功能進(jìn)行優(yōu)化的不同工藝技術(shù)。
3D-IC的關(guān)鍵技術(shù)突破在于，它可以利用高速、低功耗互連技術(shù)將系統(tǒng)擴展到多個緊密組裝在一起且互連的較小型芯片上。3D-IC無需在單個SoC上集成整個系統(tǒng)，而是將其分布到多個芯片上。它不僅能夠使摩爾定律突破光掩模尺寸的障礙，而且通過縮小單個芯片的尺寸來提高產(chǎn)量，同時還能加入針對各功能進(jìn)行優(yōu)化的不同工藝技術(shù)。
3D-IC的關(guān)鍵技術(shù)突破在于，它可以利用高速、低功耗互連技術(shù)將系統(tǒng)擴展到多個緊密組裝在一起且互連的較小型芯片上。3D-IC無需在單個SoC上集成整個系統(tǒng)，而是將其分布到多個芯片上。
銅互連技術(shù)已經(jīng)20歲啦！然而，即使芯片制造技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了20年的發(fā)展，銅的革命仍然被認(rèn)為是該行業(yè)有史以來最為重大的變化之一。歸功于銅的集成，電子產(chǎn)品從此變得速度更快，性能更強大，性價比更高。為了紀(jì)念這個重要的里程碑，讓我們一起來回顧該行業(yè)正在經(jīng)歷的變革以及成功集成銅的過程。
它融合了最新的Intel處理器，基于Cray專有的高速“Aries”互連技術(shù)而構(gòu)建。Aries互連技術(shù)及關(guān)聯(lián)系統(tǒng)軟件可以打造業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的可擴展性和性能水平。Cray XC30能夠?qū)⒎抡嬉?guī)模擴展至超過5000個核。
例證：在Cray系統(tǒng)上運行HyperWorks VWT
在Cray XC30系統(tǒng)上運行HyperWorks VWT可以顯著提升性能水平。
